用于浅水的海底脱盐系统的制作方法

环保节能,再生,污水处理设备的制造及其应用技术1.本发明涉及一种海底脱盐系统，该系统适于位于海床上的水深小于驱动海水通过反渗透(ro)膜所需的深度。背景技术：2.海底海水浅水脱盐系统可以被设计成模块化海底脱盐系统。该系统包括用于将压力从流体静压提升到超过渗透压的压力的增压泵。3.反渗透(ro)膜可以位于海底水深处，以提供大于渗透压(π)的流体静压，允许流体静压驱动海水通过反渗透(ro)膜。该水深通常大于300m。然而，在许多需要淡水的地方，水不是很深，并且本发明的目的是在此类区域提供脱盐系统。在本公开的上下文中，术语″浅″旨在描述小于将提供反渗透所需的足够流体静压的深度的水深。4.在房价高的人口稠密地区或土地使用有限的地区通常需要脱盐水。本发明的一个目的是提供一种几乎不需要陆地区域的水脱盐系统。5.反渗透(ro)膜可以放置在海水中的水深处，只要压力升高，该水深提供的流体静压小于渗透压(π)。水深通常小于285m。大于静水压力和增压压力的压力组合可用于脱盐过程以推动水分子通过ro膜。通过ro膜提供增压的泵位于ro膜的上游，从而泵送全部流速的海水。6.压力调节装置将系统中的压力保持在所需水平。7.用于挤压海水的一部分通过ro膜的能量可以被再生以提供耗能较少的系统，并且该能量可以通过系统中的泵中的一者与再生器之间的机械连接直接再生，或者通过包括具有发电机的再生器的电气系统再生。技术实现要素：8.本发明基于上述原理。本发明的脱盐系统适于位于海床上的指定水深处。增压泵驱动海水流通过ro膜阵列。来自ro膜的渗余物(高盐度浓缩海水)通过压力调节装置局部排出。9.可以用输送泵将渗透物(脱盐水)泵送到脱盐水接收设施。输送泵产生减小输送泵的入口压力的压力差，因此ro膜的渗透压力等于输送泵的入口压力。这在ro膜上提供了必要的压差以驱动反渗透。通过这种设置，海水可以利用周围海水中存在的流体静压与来自增压泵的附加压力相结合而脱盐。10.在一个可选实施例中，输送泵可以省略，其中，增压泵产生足够的压力以将海水泵送通过ro模块，并将脱盐水进一步泵送到海平面以上的位置。然而，这种解决方案被认为是不太有利的。11.因此，本发明涉及一种海底浅水脱盐系统。该系统包括适于位于海床上的海底脱盐模板，其包括至少一个ro模块区域、至少一个ro模块连接器和与至少一个ro模块连接器流体连接的脱盐模板管道。至少一个可回收的海底ro模块适于放置在该海底脱盐模板的至少一个ro模块区域中，该至少一个可回收的海底ro模块包括适于连接至该至少一个ro模块连接的ro模板连接器，以及与该ro模板连接器流体连接的至少一个ro滤筒组件。至少一个海水增压泵组件包括海水入口和适于与至少一个ro滤筒组件的海水入口侧流体连接的出口。至少一个可回收的海底增压模块包括至少一个海水增压泵组件。至少一个增压模块模板连接器位于至少一个可回收的海底增压模块上，并且适于连接到具有增压模块区域的模板上的增压模块连接器。至少一个脱盐水管线适于将脱盐水从该至少一个可回收的海底ro模块传送到海平面以上的位置。压力调节器与至少一个可回收的海底ro模块的滞留物侧流体连接，以为ro模块提供足够的背压。12.具有增压模块区域的模板可以是脱盐模板。13.浅水海底脱盐系统还可包括至少一个脱盐水输送泵组件，其与可回收的海底ro模块中的至少一个ro滤筒组件的脱盐水侧流体连接。14.该至少一个海水增压泵组件和该至少一个脱盐水输送泵组件可位于该增压模块中。15.该至少一个脱盐水输送泵组件可位于可回收的海底脱盐水输送模块中，并且该可回收的输送模块可适于位于脱盐水输送模块区域中。16.压力调节器可包括能量回收组件。17.能量回收组件可位于单独的可回收的能量回收模块中。18.该能量回收组件可以包括涡轮机组，该涡轮机组具有涡轮机和发电机中的一者，以及通过传动装置到增压泵或输送泵的机械连接。19.浅水脱盐系统还可包括位于脱盐模板上的至少一个控制模块区域中的至少一个可回收的控制模块。20.浅水脱盐系统还可包括在增压泵组件上游的可回收的预过滤模块中的预过滤组件。21.可回收的预过滤模块包括过滤器，并且可位于单独的过滤和泵送站上，并且增压模块(2)可以位于脱盐模板上游的过滤和泵送站上并且与脱盐模板流体连接。22.具有该至少一个输送模块的至少一个单独的输送模块模板可位于该至少一个海底脱盐模板的下游侧，该至少一个单独的输送模块模板可包括脱盐水入口和脱盐水出口，由此具有该至少一个输送模块的该单独的泵模板适于从该脱盐模板传送该脱盐水。23.具有该至少一个输送模块的至少一个单独的泵模板可位于该至少一个海底脱盐模板的下游侧，该至少一个单独的输送模块模板可包括脱盐水入口和脱盐水出口，由此具有该至少一个输送模块的单独的泵模板适于从该脱盐模板传送该脱盐水。24.浅水脱盐系统还可包括固定到海床锚定元件的永久性海床基座，并且其中，任何海底模板适于位于永久性海床基座的顶部。25.海底模板包括输送模块模板、增压模块模板、脱盐模板、过滤模板或具有可回收的模块的任何组合的任何模板。26.任何海底模板可适于位于与脱盐水管道和浓缩海水的出口流体连接的另一底座模板上。27.该另一海底底座模板可适于位于永久性海床基座的顶部。28.此外，本发明涉及用于上述脱盐系统的海底脱盐增压模块。该海底脱盐增压模块包括至少一个海水增压泵组件，该海水增压泵组件具有适于与至少一个ro滤筒组件的海水入口侧流体连接的入口和出口。该至少一个可回收的海底增压模块上的至少一个增压模块模板连接器适于连接到具有增压模块区域的模板上的增压模块连接器。29.还公开了一种更换安装在如上所述的海底脱盐系统上的用过的海底ro模块的方法。该方法包括基于定期安排的时间间隔或从一组参数、脱盐水流速、海底ro模块上的水压降以及脱盐水盐度中选择的参数来识别所使用的海底ro模块需要维修。然后在海底脱盐系统上方设置船。海底脱盐模块提升装置下降到用过的海底ro模块上。海底脱盐模块提升装置固定到用过的海底脱盐模块。从海底脱盐模板释放用过的海底ro模块。将海底脱盐模块提升装置和用过的海底脱盐模块提升到船上。海底脱盐模块提升装置和交换海底脱盐模块下降到海底脱盐模板上。交换海底ro模块固定到海底脱盐模板，并且海底脱盐模块提升装置从交换海底脱盐模块释放。附图说明30.图1是本发明的示意图；31.图2是本发明的实施例的示意图；32.图3是本发明的另一个实施例的示意性侧视图；33.图4是本发明的示意性侧视图；34.图5a是本发明的实施例的俯视图；35.图5b是本发明另一个实施例的俯视图；36.图6是将本发明的海底脱盐系统的一部分安装在海床上的第一步骤的示意图；37.图7是图6中开始的安装的第二步骤的示意图；38.图8是本发明的已安装的海底脱盐系统的示意图；39.图9是安装本发明的完整海底脱盐系统的第一步骤的示意图；40.图10是具有十二个脱盐系统模板的本发明的海底脱盐系统的示意图；41.图11示出了具有三个模板的图10的细节；42.图12是具有单独的泵模板的本发明脱盐系统的可替代配置的示意图；43.图13是具有浮式脱盐水接收设施的可替代实施例中的脱盐系统的示意图；44.图14示出了在模块交换步骤期间图13的实施例；45.图15示出了还包括浮式发电单元的图13的实施例；46.图16示出了本发明的可替代实施例，其中，海水入口位于相对于模板的远程位置处；47.图17示出了本发明的可替代实施例，其中，海水入口位于模板上方的远程位置处；48.图18示出了本发明的可替代实施例，其中，脱盐水输送泵模板与水脱盐模板分离；49.图19示出了用于本发明的脱盐系统的脱盐ro模块的细节；50.图20示出了用于本发明的脱盐系统的可替代脱盐ro模块的细节；51.图21是具有在永久性海床基座上的模板和模块之间的跳线的海底脱盐系统的示意图；52.图22是具有位于永久性海床基座上的底座模板上的脱盐模板和泵模板的海底脱盐系统的示意图；并且53.图23是具有位于永久性海床基座上的脱盐模板的海底脱盐系统的示意图。具体实施方式54.图1示出了在海床40上具有脱盐模板20的本发明的实施例。可回收的脱盐ro模块4位于脱盐模板20上的专用脱盐模块区域中。用于浓缩海水的管线19与脱盐ro模块的海水侧流体接触，并包括用于浓缩海水的出口44。用于浓缩海水的出口44位于距海水入口一定距离处，以防止浓缩海水进入海水入口。海水入口管线45连接到海底脱盐模板20上的海水入口47。55.通过脱盐水管道43连接到脱盐模板20的岸基脱盐水接收设施42需要被分隔成完整脱盐设备的小占地面积。56.连接到单独的海水预过滤站的入口管线45形成具有海水入口的预过滤模板站，该单独的海水预过滤站具有在单独的泵模板46上的预过滤器，该泵模板46具有一个或多个海水预过滤模块8。一个或多个预过滤模块8包括一个或多个入口/预过滤组件。海底模板20中的下游增压模块2通过ro模块4供给海水。预过滤站是入口单元，在独立泵模板46的预过滤器上具有海水入口，形成远离脱盐模板20的独立结构。海水在进入ro模块4之前流过过滤站进行预过滤或预处理。每个预过滤组件可以包括一个或多个具有不同特性的过滤器。57.脱盐模板20上的增压模块2中的增压泵组件将海水压力增加到渗透压。增压泵组件2还用作脱盐系统的循环泵，并使得浓缩海水能够通过位于浓缩海水管线19的端部的浓缩海水的出口44排出，该浓缩海水管线19连接到浓缩海水联接器29中的脱盐模板20。58.输送模块6中的输送泵组件将脱盐水泵送通过联接器28，通过脱盐水管线43并到达位于海平面41上方的脱盐水接收设施。59.所有模块均可回收的和替换。60.图2是本发明的模块化海底脱盐系统的示意图。海底模块化脱盐系统位于具有海床锚定元件30的模板20上。单独的海水预过滤组件7位于预过滤模块8中，并将过滤后的海水供应到增压模块2中的增压泵组件。预过滤模块8可位于模板20上或位于如图1所示的另一位置。61.图2中的增压泵组件1通常包括海水泵、驱动海水泵的电动机以及各种控制系统和传感器。来自预过滤模块8的过滤海水管线的海水入口与增压模块2液体连接。增压模块2位于增压模块区域21中，并通过增压泵模板连接器34(在增压模块2上)和通过增压模块连接器22(在脱盐模板20上)将加压海水输送到脱盐模板20中/上的脱盐模板导管或管道27。增压泵组件输送的压力取决于系统设计的深度。类似地，由压力调节器11提供的背压适合于设计深度和增压泵。压力调节器11可以是可变的或者可以提供固定的背压。62.模块区域21、23和25中的连接器22、24、26通常是流体联接器，但也可包括用于模块之间以及来自海平面上方的控制和供电单元的供电和控制的电联接器，通常与脱盐水接收设施42(图1)连接。63.ro模块4包括ro滤筒组件3中的一个或多个ro滤筒。ro模块4位于ro模块区域23中，并通过ro模块模板连接器36(在ro模块4上)和通过脱盐模板20上的ro模块连接器24接收来自增压模块2和脱盐模板导管或管道27的加压过滤海水。ro模块连接器24还允许脱盐水从ro模块4流入脱盐模板导管或管道27。ro模块连接器24还允许浓缩海水从ro模块4流入脱盐模板导管或管道27，并流入压力调节器11。64.输送模块6包括泵组件5。泵组件5通常包括脱盐水泵、驱动脱盐水泵的电动机以及各种控制系统和传感器。输送模块6位于输送模块区域25中，并通过输送泵模板连接器38(在输送模块6上)和通过脱盐模板20上的输送模块连接器26将加压的脱盐水输送到脱盐水管线联接器28。输送模块连接器26还允许脱盐水从脱盐模板导管或管道27流入输送模块6。65.压力调节器11保持ro滤筒组件3中的渗透压，并连接到脱盐模板导管或管道27和浓缩海水联接器29。66.图3是对应于图2的系统的本发明的模块化海底脱盐系统的示意图。另外，图3包括作为能量回收模块10中的压力调节器11的能量回收组件9。能量回收模块10从浓缩海水联接器29接收浓缩海水的加压流。增压压力流动路径31在增压泵组件1之间延伸、穿过增压模块2、穿过增压模块连接器22、穿过海底模板管道27、穿过ro模块连接器24、穿过ro模块4、穿过ro滤筒组件的海水侧32、穿过ro模块4、返回穿过ro模块连接器24并且进入海底模板管道27中、穿过浓缩海水联接器29出来，并且在浓缩海水排放到周围海水之前，通过合适的导管/管道进入具有能量回收组件9的能量回收模块10。67.能量回收组件9通常是具有涡轮机和发电机的涡轮机组。可替代地，涡轮机组可以通过传动装置机械地(或液压地)连接到增压泵或输送泵。68.涡轮机必须提供足够的背压以在ro滤筒组件3中的ro膜上提供渗透压。69.能量回收组件9还可包括压力调节器11，以确保背压总是足以在ro膜上提供渗透压。70.来自ro模块4中的ro滤筒组件3的脱盐水通过管道27流过ro模块连接器24到达输送模块6。脱盐水通过水管线联接器28泵送，通过水管线到达接收设施。增压模块模板连接器34将具有增压泵的模块与模板连接，并且可以包括用于电源、控制器、进水口和出水口的连接器，并且连接到增压模块连接器22。71.类似地，ro模块模板连接器36连接ro模块和模板，并可包括用于电源、控制器、进水口和出水口的连接器，并连接到ro模块连接器24。72.最后，输送模块模板连接器38将输送模块与模板连接，并且可以包括用于电源、控制器、进水口和出水口的连接器，并且连接到输送模块连接器26。73.海水进入海水预过滤模块8并流入海水预过滤组件7。海水用海水入口过滤器17过滤以获得进入系统的目标供给海水质量。74.图4是对应于图3的系统的本发明的模块化海底脱盐系统的示意图。另外，图4包括能量传递连接器12。能量传递连接器12可包括在能量回收组件9和配电连接器16之间延伸的回收电源线13，该回收电源线13还通过增压泵电源线15将电源连接到增压泵组件1和/或通过输送泵电源线14将电源连接到输送泵组件5。如果电源被直接引导到增压泵组件1或输送泵组件5，则可以省略配电连接器16。能量传递连接器12通常是电连接器，但也可以是机械传动装置。75.海水预过滤模块8和能量回收模块10显示为单独的单元，但这些通常位于脱盐模板20上或类似于脱盐模板的单独的专用模板(未示出)上。76.图4的实施例对应于先前示出的实施例：在图4的实施例中，增压模块2中的增压泵组件1可提供高于渗透压的压力和将脱盐水向上泵送到海平面以上和结合到脱盐水接收设施所需的压力。在该实施例中，可以省略输送模块6。动力在能量回收组件9中再生并通过电源线13和15供给增压泵组件1。动力可以是如前所述的电的或机械的。77.图5a是具有用于各种模块的模块区域的脱盐模板的示意性顶视图。用空心正方形表示模块区域。模板20包括ro模块区域23。其余区域包括增压模块区域21、输送模块区域25、海水预过滤模块区域33、能量回收模块区域35和清洁模块区域37。模块区域21、23、25、33和35中的连接器通常是流体联接器，但也可包括用于模块之间以及来自海平面上方的控制和供电单元的供电和控制的电联接器，通常与脱盐水接收设施42(图1)连接。78.图5a包括连接到海水入口管线45的模板20的海水入口47。如果安装到预过滤模块区域33中的预过滤模块包括到系统的海水入口，则可以省略海水入口47和入口管线45。79.图5a包括浓缩海水联接器29和浓缩海水管线19，其中，浓缩海水在浓缩海水的出口44处从系统排放到周围海水。80.图5a包括脱盐水联接器28和脱盐水管线43。脱盐水管线43将海底模板20连接到接收设施42，如图1所示。81.图5a中的脱盐模板还包括控制模块区域39。82.图5b是具有脱盐模板20和在单独的泵模板46上的预过滤器的另一示意性顶视图。这里，增压模块安装在预过滤器模板上的增压模块区域21中。在这种情况下，脱盐系统模板20不具有增压模块。至少一个海水预过滤模块区域33位于单独的泵模板46上。83.图5b中的脱盐模板20通过海水入口管线45连接到单独的泵模板46。海水入口管线45在来自单独的泵模板46的海水出口51和脱盐模板20上的海水入口47之间提供液体导管。84.图5b包括浓缩海水联接器29和浓缩海水管线19，其中，浓缩海水在浓缩海水的出口44处从系统排放到周围海水。85.图5b包括脱盐水联接器28和脱盐水管线43。脱盐水管线43将海底模板20连接到接收设施42，如图1所示。86.图5b中的脱盐模板20包括ro模块区域23、输送模块区域25、能量回收模块区域35、清洁模块区域37和控制模块区域39。87.模块区域21、23、25、33和35中的连接器通常是流体联接器，但也可包括用于模块之间以及来自海平面上方的控制和供电单元的供电和控制的电联接器，通常与脱盐水接收设施42(图1)连接。88.上述脱盐系统还可包括至少一个位于脱盐模板或单独的模板上的控制模块区域中的可回收的控制模块。89.一个或多个模板可以直接位于海床上或位于海床上的专用基座或底座上。海水入口通常与海床相距一定距离，以防止来自海床的物质进入入口。90.模块的连接器还可以包括飞线。91.所有模块可以位于专用模板中或一个或几个公共模板中。92.到模块的全部连接器或选择的连接器可以通过一个或多个模板。93.图6示出了海底脱盐模板20的第一安装步骤。海底脱盐模板20从安装/维护船60向海床下降。94.海底脱盐模板20是预制的并且安装在指定的水深处。使用安装/维护船60将模板安装为将其着陆在其位置上的一次性事件。模板设计成支撑包括安装和操作工具和设备的系统的总重量。模板可以包含内部管道或导管、电缆、阀和用于水、电源、数据和化学品的连接。可替代地，将模板置于永久性海床基座或底座(图6中未示出)上，然后海床基座表示使用安装船60在其位置上作为一次性事件安装的结构。95.海底脱盐模板20或海床底座适于定位在海床上，并且这可以包括将海底脱盐模板/基座设计成位于海底的永久底座结构，其具有用于模块的安装槽或区域，并且用作模块(包括脱盐模块、泵模块、入口模块、化学品模块、仪表和控制模块)的着陆和操作底座。可替代地，通过使模板位于安装在模板前面的海床上的单独的永久底座结构上，可使模板适于位于海床上。海底脱盐模板20(或海床基座)用吸力锚固定到海床。其他固定机构(未示出)可包括泥垫、线、混凝土堆、负载或柱。海底脱盐模板20通常永久地或长期地安装就位，诸如脱盐系统的操作时间或寿命。图6中的海底脱盐模板20没有安装模块。96.可替代地，海底脱盐模板20可以位于安装在海底上的海底脱盐模板之前的海床基座的顶部上。97.可以通过维护船60从海床回收海底脱盐模板20。结构和基座取决于实际的海床条件和要求。98.当各种海底元件安装并固定在海床时，用于脱盐水的输送管道、用于泵和海底设备的电源和数据电缆以及化学品/供应管线可安装并连接到模板。99.海底脱盐模板20可以安装在海床，其中，管道和电缆(已经)连接到海床。100.图7示出了安装在海床上的图6的海底脱盐模板20。海底脱盐模板20包括形成模板基座的吸力锚或其他合适的元件。包括脱盐ro模块4的标准化模块从维护船60(安装船)下降到海底脱盐模板20上。逐步安装减少了维护船60的要求。该安装还包括从海底脱盐模板20到陆基脱盐水接收设施42安装包括电源线和脱盐水管道43的连接管线。用于清洁化学品的管线也可以从脱盐水接收设施沿着包括电源线和脱盐水管道43的连接管线延伸到海底脱盐模板20。脱盐水接收设施42可包括泵送站。该系统还可包括用于海上作业并将脱盐水输送到另一位置的供应底座61。101.脱盐水接收设施42还向模板提供电源和双向数据通信。102.该模块包括至少一个具有多个ro过滤筒的脱盐ro模块4和一个具有用于将海水连续供给到ro过滤筒的增压泵和将脱盐水泵送到脱盐水接收设施42的输送泵的泵送模块。包括脱盐ro模块4的模块通过例如从海底碳氢化合物生产设施中众所周知的插入连接器插入到海底脱盐模板20中。当脱盐ro模块4在海底脱盐模板20上的脱盐ro模块区域中着陆时，插入连接器可将脱盐ro模块4连接到海底脱盐模板20。103.可替代地，这些连接可以用使用rov(遥控车辆)连接的连接器代替。对于具有ro过滤筒的脱盐ro模块，连接器通常包括用于海水的连接器、用于脱盐水的连接器、用于浓缩海水的连接器和用于传递与模块状态有关的信号的连接器。还可以包括用于清洁化学品的连接器。104.具有延伸的排出管道的浓缩海水的出口44与海底脱盐模板20结合安装，以引导浓缩海水离开脱盐系统。脱盐ro模块4和泵、控制器和化学品模块使用例如维护船60安装在海床处的海底脱盐模板20上。维护船60具有起重机，该起重机具有到达海床上的海底脱盐模板20所需的提升能力。如果维护船具有在一个活动中承载几个模块的能力，则是有利的。105.经由海底电源电缆从海岸或通过本地海洋发电(例如燃料、风、太阳能或波能)向海底脱盐系统供电。电源和仪表电缆可以作为一个电缆束被内置到连接管线中或被铺设在一起。海底脱盐模板20可位于基座上的支架上，以将模板定位在海床上方一定距离处，从而防止来自海床的泥浆和碎屑被夹带在流向脱盐ro模块的水流中。106.图8示出了具有安装在海床上的海底脱盐模板20、脱盐ro模块4和其他模块的海底脱盐系统。输送模块6中的泵将由沿包括水输送管线形式的脱盐水管道43的连接管线指向右侧的箭头表示的脱盐水泵送到脱盐水接收设施42。沿连接管线指向左侧的箭头表示输送模块6中的泵的电源。浓缩海水通过具有浓缩海水的出口44的浓缩海水管排出。107.图9示出了可替代的安装方法，该方法包括在单个操作中从维护船60安装具有海底脱盐模板20和包括脱盐ro模块4的模块的完整的海底脱盐系统。安装方法将例如取决于维护船60的允许额定负载。108.图10示出了从上方看到的具有十二个脱盐模板20的海底脱盐设备。每个脱盐模板20包括9个模块，其中，有4个脱盐ro模块4、输送模块6、可回收的控制模块86、可回收的化学品注入模块48、可回收的增压模块和可回收的能量回收模块。脱盐模板20连接到脱盐水支管，该脱盐水支管馈送到形成将脱盐水传送到脱盐水接收设施的共用脱盐水管线43中。每个脱盐ro模块4还连接到电源电缆和控制电缆。具有浓缩海水的出口44的排出管排出浓缩海水。每个方块代表一个模块。图10图示了该设备可容易地扩展到不同的应用并可适应于不同的应用。109.控制模块86包括电子和逻辑电路以监测和控制脱盐系统、与顶侧控制室通信并执行命令。110.图11在很大程度上对应于图10，具有三个而不是十二个脱盐模板20，并且还包括一些更多的细节。可以通过从陆地上或维护船上的化学品储存器延伸的化学品管线53供应用于清洁的化学品。在一些情况下，局部化学品供应可能是有利的或必要的。在这些情况下，化学品注入模块48包含一个或多个化学品容器和用于清洁、保养和消毒目的所需的泵、管道/导管、仪表和控制系统。为了清洁、保养和消毒的目的，将化学品注入脱盐水流中并与之混合。在″就地清洁溶液″中使用不同类型的化学品来反冲具有ro滤筒或预过滤组件的脱盐ro模块。化学品注入模块48是可回收的、可互换的和可替代的。111.控制功能可以集成在至少一个模块中以省略单独的控制模块。112.图11示出了三个脱盐模板20，每个脱盐模板20包括连接脱盐水管道43的脱盐水管线联接器28、连接电源管线52的电源管线联接器62、连接化学品管线53的化学品管线联接器49，以及具有排放管线的浓缩海水的出口44。然而，在图11中，存在单独的可回收的输送模块6和单独的可回收的海水增压模块2。化学品注入模块48用于清洁脱盐系统。六个空心正方形表示脱盐ro模块4。控制系统可以包括监测压力、体积流量、盐度、功耗、温度等的传感器。113.输送模块6包括通过驱动轴/联接器连接的潜水式电动机和泵。该泵在脱盐水中提供必要的水头。可以通过来自电源电缆终端(未示出)的电跳线而不是连接器中的刺针来向电动机供电。这种跳线可以通过rov连接和断开。泵连接到具有流体入口和流体出口的模板管道/导管。输送模块6包含辅助系统和装置以确保泵和马达的可靠操作，例如马达冷却系统、润滑系统、阀和用于监测和控制的仪表。泵组件位于脱盐ro模块4的下游。114.用于海水的增压模块2设置在脱盐模块的上游。115.图12示出了本发明的脱盐系统的可替代配置，其中，单独的泵模板64维护于几个脱盐模板63。脱盐模板63没有泵或控制模块。泵模板64包括可回收的化学品注入模块48、可回收的脱盐水输送模块6、可回收的海水增压模块2、可回收的能量回收模块10和可回收的控制模块86。可回收的海水增压模块2和输送模块6显示为单独的可回收的模块，但是可以位于同一模块中。脱盐模板63仅包括脱盐ro模块4。具有排放管的浓缩海水的出口44引导浓缩海水离开泵模板64。电源线52、控制电缆54和与脱盐水管道43的连接管线延伸到浮式船或舷侧设备上的脱盐水接收设施。泵模板64在海水入口65和海水增压模块2之间提供流动路径。入口管45提供海水从单独的泵模板64到脱盐模板63的流动路径。海水从海水入口65泵送、通过泵模板64、通过海水增压泵2、通过泵模板64、通过入口管45、通过脱盐模板63、通过脱盐ro模块4、经过并部分通过ro滤筒以分离成浓缩海水和脱盐水，由此浓缩海水流过模板并流出浓缩海水的出口44。脱盐水流入脱盐模板63、通过泵模板64、通过输送模块6、通过泵模板64、通过脱盐水管道43并到达脱盐水接收设施(图12中未示出)。116.化学品注入模块48包括具有待注入脱盐ro模块4中的化学品的一个或多个罐，特别是在滤筒的海水侧上，以去除减少或防止水流过滤筒的污垢、结垢等。也可以将化学品诸如柠檬酸注入滤筒的脱盐侧以在反向流动方向上冲洗滤筒。117.在图12中，单独的泵模板64维护于没有泵或控制模块的三个脱盐模板63，但是可以清楚地维护于更多或更少数量的脱盐模板。118.图13示出了在另一个实施例中的本发明的具有浮式脱盐水接收设施20的脱盐系统。通过脱盐水管道43将脱盐水泵送到浮式脱盐水接收设施59。化学品管线53、电源电缆52和控制电缆54将所需的消耗品传送到具有脱盐ro模块4的脱盐模板20。具有排放管的浓缩海水的出口44引导浓缩海水离开脱盐模板20一段距离，并到达浓缩海水不会对当地海洋生物产生负面影响的位置。119.图14示出了图13的实施例，并且突出显示了浮式脱盐水接收设施59也可用于更换模块，诸如用于维护和保养的脱盐ro模块4。清洁化学品通过化学品管线53传送。浓缩海水通过浓缩海水管线19从浓缩海水的出口44导出，离开具有排放管的模板。120.图15除了示出了单独的浮式发电单元58，还示出了图13和14的实施例。发电单元58可以包括从波浪、风、太阳、潮汐流等提供可再生能源的系统。可替代地，发电单元58可以包括内燃机和发电机。电源线从浮式发电单元58延伸到海床处的模板20上的脱盐系统。121.图16示出了本发明的可替代实施例，其中，脱盐模板20的海水入口连接到入口管45，该入口管45在相对于海底脱盐模板20的远程位置处具有海水入口65。连接到海底脱盐模板20上的海水入口47的入口管45可用于向脱盐ro模块4提供具有更有利质量的海水，包括较低浓度的污染物、生物材料、盐或其他不想要的物质。浓缩海水的出口44远离海水入口65设置，以防止浓缩海水进入海水入口65。通过脱盐水管道43连接到脱盐模板20的岸基脱盐水接收设施42需要被分隔成完整脱盐设备的小占地面积。122.图17示出了对应于图16的实施例的可选实施例，但是其中，具有海水入口65的入口管45从海床40升高，并且入口管45固定到系泊到海床40的浮式浮标87。123.图18示出了另一个实施例，其中，输送模块6位于脱盐模板20下游的泵模板64上。脱盐水通过脱盐水管线43泵送到接收设施42。124.图19示出了本发明的脱盐ro模块4的实施例，其在海底模板流体联接器73中具有海水入口74，以允许海水从增压泵泵送到脱盐ro模块中。在海底模板流体联接器73中还包括脱盐水出口75和浓缩海水的出口76。模板流体联接器73位于模块的底侧70处并适于与模板连接。脱盐ro模块4在ro滤筒组件3中包含多个ro滤筒69。脱盐ro模块4具有安装在外模块框架72上的提升连接器71。125.图20示出了脱盐ro模块4的可选实施例，其在模块的底侧70处具有三个单独的模板联接器73。模板联接器73适于连接到模板的模块区域的模块联接器。泵模块可以具有类似的联接器。126.海水过滤器18连接在脱盐ro模块4中的ro滤筒组件3的上游。127.图21示出了另一个实施例，其中，脱盐模板20是可回收的，并位于固定在海床锚固元件30上的永久性海床基座85上。永久性海床基座85不包括需要保养和维护过的任何管道或其他特征。永久性海床基座85上的模板保持框架81将脱盐模板20定位在永久性海床基座85上。允许回收可回收的脱盐模板20以用于维护和修理，同时永久性海床基座85确保脱盐模板20在部署之后保持其位置。128.跳线82和83将脱盐ro模块区域23中的脱盐ro模块4、具有增压泵组件57的增压模块2连接在增压模块区域21中，并且将输送模块6连接在输送模块区域25中的输送泵组件56中，以指示不是所有的连接都需要在脱盐模板20内构成。129.图22示出了另一个实施例，其中，具有脱盐ro模块区域23的脱盐模板20是可回收的，并且位于具有脱盐模板区66的单独的底座模板80的顶部。底座模板80包括可回收的并且位于固定到海床锚定元件30的永久性海床基座85上的管道(未示出)。模板连接器78形成脱盐模板20和底座模板80之间的接口和连接器。脱盐水出口联接器28和浓缩海水的出口联接器29位于底座模板80上，并且底座模板80中/上的管道连接底座模板和脱盐模板20。底座模板80上的脱盐模板保持框架66将脱盐模板20定位在底座模板80上。130.类似地，具有安装在其相应的泵模块区域21和25中的增压模块2和输送模块6的泵模板68安装在具有泵模板区域67的底座模板80上。模板连接器78形成泵模板68和底座模板80之间的接口和连接器。永久性海床基座85上的模板保持框架81将底座模板80定位在永久性海床基座85上。131.图23是具有位于永久性海床基座85上的脱盐模板20的海底脱盐系统的示意图。脱盐模板20和模块4、6、2之间的所有流体连接通过海底模板流体联接器73和模块流体联接器77。用于供电和控制的附加联接器也穿过模板并到达模块。永久性海床基座85上的模板保持框架81将模板20保持就位。132.排放单元(未示出)可包括位于模板上的定制排放模块，以便于受控和良好分布的水排放。该排出单元连接于该脱盐水模板。排出模块是可回收的和可替换的。133.上面参照附图描述的脱盐系统由岸上控制中心或海上水面船远程监控、控制和操作。控制中心可以在任何地方，并且可以例如经由互联网连接到脱盐系统的岸上控制中心。控制中心通过海上数据和仪表电缆连接到海底系统。通常通过数据和仪表电缆，或通过卫星和浮式浮标来监测和控制所有泵、电气设备和仪表。可以经由例如连接到海底设备的海面上的天线/发送接收单元进行浮式浮标和卫星之间的通信。134.可从操作脱盐系统的船中监测和控制电气设备和仪表。135.该维护船可以在岸上供应基地和海底脱盐系统的位置之间通勤。岸上存储供应基地可以位于海底脱盐系统附近，在那里有备用的脱盐ro模块和泵模块准备好运送。定期替换脱盐ro模块，或者每当某个模块出现问题时替换脱盐ro模块。维护船可将一个或多个新的/维护过的脱盐ro模块从岸上供应基地运送到海底脱盐系统的位置，并将一个或多个脱盐ro模块降低到脱盐模板上。然后将新的/维护过的脱盐ro模块安装在海底模板上，替换回收的脱盐ro模块。该操作可以继续直到所有选择的海底模块被替换脱盐ro模块替换。以相同的方式执行泵、控制器和化学品模块的替换。在替换泵、化学品或控制模块降低并安装在海底模板上以替换回收的泵或控制模块之前，海底泵、化学品和控制模块在供应船上提升。所有回收的模块被带到供应基地岸上用于维护。136.用特定的模块和位置来描述本发明的上述实施例。然而，各种解决方案可以组合在本发明的系统中。例如，具有从水接收设施传送化学品的管线的解决方案或者具有包含一个或多个在海床处包含化学品的罐的模块的解决方案可以与任何实施例组合。类似地，所有实施例可以在专用模块中包括增压泵，或者在具有增压泵和输送泵两者的组合泵送模块中包括增压泵。所有实施例都可以用作浮式脱盐水接收设施或用作陆地上的接收设施，所有实施例都可以利用远程海水入口等。类似地，可以以任何组合提供具有模块区域或模板区域的各种模板。137.在以上描述中，模板旨在覆盖位于海床上或海床上的基座上的框架。框架包括管道和连接器以将模板连接到可回收的模块。术语″可回收的″旨在涵盖适于从船发射或回收并且适于可更换的，并且因此包括优选地在不使用潜水员或其他干预的情况下提供与rov的简单交换的连接器和附接件。









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